package com.zs.letcode.top_interview_questions;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;

/**
 * 复制带随机指针的链表
 * 给你一个长度为 n 的链表，每个节点包含一个额外增加的随机指针 random ，该指针可以指向链表中的任何节点或空节点。
 * <p>
 * 构造这个链表的深拷贝。深拷贝应该正好由 n 个 全新 节点组成，其中每个新节点的值都设为其对应的原节点的值。新节点的 next 指针和 random 指针也都应指向复制链表中的新节点，并使原链表和复制链表中的这些指针能够表示相同的链表状态。复制链表中的指针都不应指向原链表中的节点 。
 * <p>
 * 例如，如果原链表中有 X 和 Y 两个节点，其中 X.random --> Y 。那么在复制链表中对应的两个节点 x 和 y ，同样有 x.random --> y 。
 * <p>
 * 返回复制链表的头节点。
 * <p>
 * 用一个由n个节点组成的链表来表示输入/输出中的链表。每个节点用一个[val, random_index]表示：
 * <p>
 * val：一个表示Node.val的整数。
 * random_index：随机指针指向的节点索引（范围从0到n-1）；如果不指向任何节点，则为  null。
 * 你的代码 只 接受原链表的头节点 head 作为传入参数。
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 示例 1：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
 * 输出：[[7,null],[13,0],[11,4],[10,2],[1,0]]
 * 示例 2：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[1,1],[2,1]]
 * 输出：[[1,1],[2,1]]
 * 示例 3：
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 输入：head = [[3,null],[3,0],[3,null]]
 * 输出：[[3,null],[3,0],[3,null]]
 * 示例 4：
 * <p>
 * 输入：head = []
 * 输出：[]
 * 解释：给定的链表为空（空指针），因此返回 null。
 * <p>
 * <p>
 * 提示：
 * <p>
 * 0 <= n <= 1000
 * -10000 <= Node.val <= 10000
 * Node.random为空（null）或指向链表中的节点。
 * 相关标签
 * 哈希表
 * 链表
 * <p>
 * 作者：力扣 (LeetCode)
 * 链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/top-interview-questions/xam1wr/
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
 *
 * @author madison
 * @description
 * @date 2021/6/5 09:34
 */
public class Chapter34 {
    public static void main(String[] args) {
        Chapter34 chapter34 = new Chapter34();
        chapter34.test();
    }

    private void test() {
        Node node = new Node(1);
        Solution solution = new Solution();
    }


    // Definition for a Node.
    private class Node {
        int val;
        Node next;
        Node random;

        public Node(int val) {
            this.val = val;
            this.next = null;
            this.random = null;
        }
    }


    private class Solution {
        /**
         * 方法 1：回溯
         */
        Map<Node, Node> visitedHash = new HashMap<>();

        public Node copyRandomList(Node head) {
            if (Objects.isNull(head)) {
                return null;
            }
            if (visitedHash.containsKey(head)) {
                return visitedHash.get(head);
            }
            Node node = new Node(head.val);
            visitedHash.put(head, node);
            node.next = copyRandomList(head.next);
            node.random = copyRandomList(head.random);
            return node;
        }

        /**
         * 方法 2： O(N)O(N) 空间的迭代
         */
        public Node copyRandomList1(Node head) {
            if (Objects.isNull(head)) {
                return null;
            }
            Node oldNode = head;
            Node newNode = new Node(oldNode.val);
            visitedHash.put(oldNode, newNode);
            while (Objects.nonNull(oldNode)) {
                newNode.random = this.getCloneNode(oldNode.random);
                newNode.next = this.getCloneNode(oldNode.next);
                oldNode.next = oldNode;
                newNode.next = newNode;
            }
            return visitedHash.get(head);
        }

        private Node getCloneNode(Node node) {
            if (Objects.nonNull(node)) {
                if (!visitedHash.containsKey(node)) {
                    visitedHash.put(node, new Node(node.val));
                }
                return visitedHash.get(node);
            }
            return null;
        }

        /**
         * 方法 3：O(1) 空间的迭代
         */
        public Node copyRandomList2(Node head) {
            if (Objects.isNull(head)) {
                return null;
            }
            Node ptr = head;
            while (Objects.nonNull(ptr)) {
                Node newNode = new Node(ptr.val);
                newNode.next = ptr.next;
                ptr.next = newNode;
                ptr = newNode.next;
            }
            ptr = head;
            while (Objects.nonNull(ptr)) {
                ptr.next.random = (ptr.random != null) ? ptr.random.next : null;
                ptr = ptr.next.next;
            }
            Node ptr_old_list = head;
            Node ptr_new_list = head.next;
            Node head_old = head.next;
            while (Objects.nonNull(ptr_old_list)) {
                ptr_old_list.next = ptr_old_list.next.next;
                ptr_new_list.next = Objects.nonNull(ptr_new_list.next) ? ptr_new_list : null;
                ptr_old_list = ptr_old_list.next;
                ptr_new_list = ptr_new_list.next;
            }
            return head_old;
        }
    }
}
